Java基础---缓冲流+转换流+序列化流+打印流

我不是女神ヾ 2023-10-03 09:41 40阅读 0赞

#### 文章目录 ####

*  缓冲流+转换流+序列化流+打印流
 *   *  1.缓冲流
     *   *  1.1概述
         *  1.2字节缓冲流
         *  1.3字符缓冲流
     *  2.转化流
     *   *  2.1字符编码和字符集
         *  2.2编码引出的问题
         *  2.3InputStreamReader类
         *  2.4OutputStreamWriter类
     *  3.序列化
     *   *  3.1概述
         *  3.2序列化流- ObjectOutputStream类
         *  3.3反序列化流-ObjectInputStream类
         *  3.4练习：序列化集合
     *  4.打印流
     *   *  4.1概述
         *  4.2PrintStream类

## 缓冲流+转换流+序列化流+打印流 ##

### 1.缓冲流 ###

#### 1.1概述 ####

缓冲流也叫高效流，是对四个基本的`FileXxx`流的增加，所以也是4个流，按照数据类型分类：

*  **字节缓冲流**：`BufferedInputStream`,`BufferedOutputStream`
 *  **字符缓冲流**：`BufferedReader` ,`Bufferedwriter`

**缓冲流的基本原理，是在创建流对象时，会创建一个内置的默认大小的缓冲区数组，通过缓冲区读写，减少系统IO次数，从而提高读写的效率。**

#### 1.2字节缓冲流 ####

1.  **构造方法**
    
     *  `public BufferedInputStream(InputStream in)`：创建一个新的缓冲输入流。
     *  `public BufferedOutputStream(OutputStream out)`：创建一个新的缓冲输出流。
    
    构造举例，代码如下：
    
        // 创建字节缓冲输入流
        BufferedInputStream bis = new BufferedInputStream(new FileInputStream("bis.txt"));
        // 创建字节缓冲输出流
        BufferedOutputStream bos = new BufferedOutputStream(new FileOutputStream("bos.txt"));
2.  **代码演示**
    
        public class mainIo1 {
              
            public static void main(String[] args) throws IOException {
              
                BufferedOutputStream bo = new BufferedOutputStream(new FileOutputStream("a.txt"));
                bo.write("xppmzz".getBytes());
                bo.close();
                BufferedInputStream bi=new BufferedInputStream(new FileInputStream("a.txt"));
                byte[] b=new byte[4];
                int len=0;
                while((len=bi.read(b))!=-1){
              
                    System.out.println(new String(b,0,len));
                }
                bi.close();
            }
        }

#### 1.3字符缓冲流 ####

1.  **构造方法**
    
     *  `public BufferedReader(Reader in)` ：创建一个新的缓冲输入流。
     *  `public BufferedWriter(Writer out)`：创建一个新的缓冲输出流。
2.  **特有方法**
    
    字符缓冲流的基本方法与普通字符流调用方式一致，不再阐述，我们来看它们具备的特有方法。
    
     *  BufferedReader：`public String readLine()`: 读一行文字。
     *  BufferedWriter：`public void newLine()`: 写一行行分隔符,由系统属性定义符号。
    
    `readLine`方法演示，代码如下：
    
        public class mainIo1 {
              
            public static void main(String[] args) throws IOException {
              
                // 创建流对象
                BufferedReader br = new BufferedReader(new FileReader("a.txt"));
                //定义字符串,保存读取的一行文字
                String line = null;
        		// 循环读取,读取到最后返回null
                while ((line = br.readLine()) != null) {
              
                    System.out.println(line);
                    System.out.println("------");
                }
                // 释放资源
                br.close();
            }
        }
    
    `newLine`方法演示，代码如下：
    
        public class mainIo1 {
              
            public static void main(String[] args) throws IOException {
              
            	// 创建流对象
                BufferedWriter bw=new BufferedWriter(new FileWriter("a.txt"));
                // 写出数据
                bw.write("小皮皮");
                // 写出换行
                bw.newLine();
                bw.write("美滋滋");
                // 释放资源
                bw.close();
            }
        }
        输出效果:
        小皮皮
        美滋滋

### 2.转化流 ###

#### 2.1字符编码和字符集 ####

*  **编码**：计算机中储存的信息都是用二进制数表示的，而我们在屏幕上看到的数字、英文、标点符号、汉字等字符是二进制数转换之后的结果。按照某种规则，将字符存储到计算机中，称为编码 。
    
    字符(能看懂的)–字节(看不懂的)
 *  **解码**：将存储在计算机中的二进制数按照某种规则解析显示出来
    
    解码:字节(看不懂的)–>字符(能看懂的)
 *  **字符编码`Character Encoding`** : 就是一套自然语言的字符与二进制数之间的对应规则。
    
    编码表:生活中文字和计算机中二进制的对应规则
 *  **字符集 `Charset`**：也叫编码表。是一个系统支持的所有字符的集合，包括各国家文字、标点符号、图形符号、数字等。
    
    计算机要准确的存储和识别各种字符集符号，需要进行字符编码，一套字符集必然至少有一套字符编码。常见字符集有ASCII字符集、GBK字符集、Unicode字符集等。

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzQ1OTY2NDQw_size_16_color_FFFFFF_t_70]

可见，当指定了**编码**，它所对应的**字符集**自然就指定了，所以**编码**才是我们最终要关心的。

*  **ASCII字符集**
    
     *  ASCII（American Standard Code for Information Interchange，美国信息交换标准代码）是基于拉丁字母的一套电脑编码系统，用于显示现代英语，主要包括控制字符（回车键、退格、换行键等）和可显示字符（英文大小写字符、阿拉伯数字和西文符号）。
     *  基本的ASCII字符集，使用7位（bits）表示一个字符，共128字符。ASCII的扩展字符集使用8位（bits）表示一个字符，共256字符，方便支持欧洲常用字符。
 *  **ISO-8859-1字符集**
    
     *  拉丁码表，别名Latin-1，用于显示欧洲使用的语言，包括荷兰、丹麦、德语、意大利语、西班牙语等。
     *  ISO-8859-1使用单字节编码，兼容ASCII编码。
 *  **GBxxx字符集**
    
     *  GB就是国标的意思，是为了显示中文而设计的一套字符集。
     *  **GB2312**：简体中文码表。一个小于127的字符的意义与原来相同。但两个大于127的字符连在一起时，就表示一个汉字，这样大约可以组合了包含7000多个简体汉字，此外数学符号、罗马希腊的字母、日文的假名们都编进去了，连在ASCII里本来就有的数字、标点、字母都统统重新编了两个字节长的编码，这就是常说的"全角"字符，而原来在127号以下的那些就叫"半角"字符了。
     *  **GBK**：最常用的中文码表。是在GB2312标准基础上的扩展规范，使用了双字节编码方案，共收录了21003个汉字，完全兼容GB2312标准，同时支持繁体汉字以及日韩汉字等。
     *  **GB18030**：最新的中文码表。收录汉字70244个，采用多字节编码，每个字可以由1个、2个或4个字节组成。支持中国国内少数民族的文字，同时支持繁体汉字以及日韩汉字等。
 *  **Unicode字符集**
    
     *  Unicode编码系统为表达任意语言的任意字符而设计，是业界的一种标准，也称为统一码、标准万国码。
     *  它最多使用4个字节的数字来表达每个字母、符号，或者文字。有三种编码方案，UTF-8、UTF-16和UTF-32。最为常用的UTF-8编码。
     *  **UTF-8编码**，可以用来表示Unicode标准中任何字符，它是电子邮件、网页及其他存储或传送文字的应用中，优先采用的编码。互联网工程工作小组（IETF）要求所有互联网协议都必须支持UTF-8编码。所以，我们开发Web应用，也要使用UTF-8编码。它使用一至四个字节为每个字符编码，编码规则：
        
        1.  128个US-ASCII字符，只需一个字节编码。
        2.  拉丁文等字符，需要二个字节编码。
        3.  大部分常用字（含中文），使用三个字节编码。
        4.  其他极少使用的Unicode辅助字符，使用四字节编码。

#### 2.2编码引出的问题 ####

在IDEA中，使用`FileReader` 读取项目中的文本文件。由于IDEA的设置，都是默认的`UTF-8`编码，所以没有任何问题。但是，当读取Windows系统中创建的文本文件时，由于Windows系统的默认是GBK编码，就会出现乱码。

public class ReaderDemo {
        
        public static void main(String[] args) throws IOException {
        
            FileReader fileReader = new FileReader("E:\\File_GBK.txt");
            int read;
            while ((read = fileReader.read()) != -1) {
        
                System.out.print((char)read);
            }
            fileReader.close();
        }
    }
    输出结果：
    ���

#### 2.3InputStreamReader类 ####

转换流`java.io.InputStreamReader`，是Reader的子类，是从字节流到字符流的桥梁。它读取字节，并使用指定的字符集将其解码为字符。它的字符集可以由名称指定，也可以接受平台的默认字符集。

1.  **构造方法**
    
     *  `InputStreamReader(InputStream in)`: 创建一个使用默认字符集的字符流。
     *  `InputStreamReader(InputStream in, String charsetName)`: 创建一个指定字符集的字符流。
    
    构造举例，代码如下：
    
        InputStreamReader isr = new InputStreamReader(new FileInputStream("in.txt"));
        InputStreamReader isr2 = new InputStreamReader(new FileInputStream("in.txt") , "GBK");
2.  **指定编码读取**
    
        public class mainIo1 {
              
            public static void main(String[] args) throws IOException {
              
                // 创建流对象,默认UTF8编码
                InputStreamReader isr = new InputStreamReader(new FileInputStream("a.txt"));
                // 创建流对象,指定GBK编码
                InputStreamReader isr2 = new InputStreamReader(new FileInputStream("a.txt"), "GBK");
                int read;
                while ((read = isr.read()) != -1) {
              
                    System.out.println((char) read);// ��Һ�
                }
                isr.close();
                while ((read = isr2.read()) != -1) {
              
                    System.out.println((char) read);// 大家好
                }
                isr2.close();
            }
        }

#### 2.4OutputStreamWriter类 ####

转换流`java.io.OutputStreamWriter` ，是Writer的子类，是从字符流到字节流的桥梁。使用指定的字符集将字符编码为字节。它的字符集可以由名称指定，也可以接受平台的默认字符集。

1.  **构造方法**
    
     *  `OutputStreamWriter(OutputStream in)`: 创建一个使用默认字符集的字符流。
     *  `OutputStreamWriter(OutputStream in, String charsetName)`: 创建一个指定字符集的字符流。
    
    构造举例，代码如下：
    
        OutputStreamWriter isr = new OutputStreamWriter(new FileOutputStream("out.txt"));
        OutputStreamWriter isr2 = new OutputStreamWriter(new FileOutputStream("out.txt") , "GBK");
2.  **指定编码写出**
    
        public class mainIo1 {
              
            public static void main(String[] args) throws IOException {
              
                OutputStreamWriter osw = new OutputStreamWriter(new FileOutputStream("a.txt"));
                OutputStreamWriter osw2 = new OutputStreamWriter(new FileOutputStream("b.txt"), "GBK");
                osw.write("你好");// 保存为6个字节
                osw2.write("你好");// 保存为4个字节
                osw.close();
                osw2.close();
            }
        }

### 3.序列化 ###

#### 3.1概述 ####

Java 提供了一种对象**序列化**的机制。用一个字节序列可以表示一个对象，该字节序列包含该`对象的数据`、`对象的类型`和`对象中存储的属性`等信息。字节序列写出到文件之后，相当于文件中**持久保存**了一个对象的信息。

反之，该字节序列还可以从文件中读取回来，重构对象，对它进行**反序列化**。`对象的数据`、`对象的类型`和`对象中存储的数据`信息，都可以用来在内存中创建对象。看图理解序列化：

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzQ1OTY2NDQw_size_16_color_FFFFFF_t_70 1]

#### 3.2序列化流- ObjectOutputStream类 ####

`java.io.ObjectOutputStream` 类，将Java对象的原始数据类型写出到文件,实现对象的持久存储。

1.  **构造方法**
    
     *  `public ObjectOutputStream(OutputStream out)`： 创建一个指定OutputStream的ObjectOutputStream。
    
    构造举例，代码如下：
    
        FileOutputStream fileOut = new FileOutputStream("employee.txt");
        ObjectOutputStream out = new ObjectOutputStream(fileOut);
2.  **序列化操作**
    
    1.  一个对象要想序列化，必须满足两个条件:
        
         *  该类必须实现`java.io.Serializable` 接口，`Serializable` 是一个标记接口，不实现此接口的类将不会使任何状态序列化或反序列化，会抛出`NotSerializableException` 。
         *  该类的所有属性必须是可序列化的。如果有一个属性不需要可序列化的，则该属性必须注明是瞬态的，使用`transient` 关键字修饰。
        
            public class Employee implements java.io.Serializable {
                    
                public String name;
                public String address;
                public transient int age; // transient瞬态修饰成员,不会被序列化
                public void addressCheck() {
                    
                  	System.out.println("Address  check : " + name + " -- " + address);
                }
            }
    2.  写出对象方法
        
         *  `public final void writeObject (Object obj)` : 将指定的对象写出。
        
            public class pppDemo1 implements Serializable {
                    
                private String name;
                private int age;
            
                public pppDemo1(String name, int age) {
                    
                    this.name = name;
                    this.age = age;
                }
            
                public pppDemo1() {
                    
                }
            
                public String getName() {
                    
                    return name;
                }
            
                public void setName(String name) {
                    
                    this.name = name;
                }
            
                public int getAge() {
                    
                    return age;
                }
            
                public void setAge(int age) {
                    
                    this.age = age;
                }
            }
        
            public class mainIo1 {
                    
                public static void main(String[] args) throws IOException {
                    
                    ObjectOutputStream oos=new ObjectOutputStream(new FileOutputStream("a.txt"));
                    oos.writeObject(new pppDemo1("小皮皮",12));
                    oos.close();
                }
            }

#### 3.3反序列化流-ObjectInputStream类 ####

ObjectInputStream反序列化流，将之前使用ObjectOutputStream序列化的原始数据恢复为对象。

1.  **构造方法**
    
     *  `public ObjectInputStream(InputStream in)`： 创建一个指定InputStream的ObjectInputStream。
2.  **反序列化操作1**
    
    如果能找到一个对象的class文件，我们可以进行反序列化操作，调用`ObjectInputStream`读取对象的方法：
    
     *  `public final Object readObject ()` : 读取一个对象。
        
            public class mainIo1 {
                    
                public static void main(String[] args) throws IOException, ClassNotFoundException {
                    
                    ObjectInputStream ois = new ObjectInputStream(new FileInputStream("a.txt"));
                    pppDemo1 p = (pppDemo1) ois.readObject();
                    ois.close();
                    System.out.println("姓名："+p.getName());
                    System.out.println("年龄："+p.getAge());
                }
            }
    
    **对于JVM可以反序列化对象，它必须是能够找到class文件的类。如果找不到该类的class文件，则抛出一个 `ClassNotFoundException` 异常。**
3.  **反序列化操作2**
    
    另外，当JVM反序列化对象时，能找到class文件，但是class文件在序列化对象之后发生了修改，那么反序列化操作也会失败，抛出一个`InvalidClassException`异常。发生这个异常的原因如下：
    
     *  该类的序列版本号与从流中读取的类描述符的版本号不匹配
     *  该类包含未知数据类型
     *  该类没有可访问的无参数构造方法
    
    `Serializable` 接口给需要序列化的类，提供了一个序列版本号。`serialVersionUID` 该版本号的目的在于验证序列化的对象和对应类是否版本匹配。
    
        public class Employee implements java.io.Serializable {
              
             // 加入序列版本号
             private static final long serialVersionUID = 1L;
             public String name;
             public String address;
             // 添加新的属性 ,重新编译, 可以反序列化,该属性赋为默认值.
        }

#### 3.4练习：序列化集合 ####

public class mainIo1 {
        
        public static void main(String[] args) throws IOException, ClassNotFoundException {
        
            ArrayList<pppDemo1> a = new ArrayList<>();
            a.add(new pppDemo1("小皮皮", 3));
            a.add(new pppDemo1("美滋滋", 23));
    
            ObjectOutputStream oos = new ObjectOutputStream(new FileOutputStream("a.txt"));
            oos.writeObject(a);
    
            ObjectInputStream ois = new ObjectInputStream(new FileInputStream("a.txt"));
            ArrayList<pppDemo1> aa = (ArrayList<pppDemo1>) ois.readObject();
    
            for (pppDemo1 p : aa) {
        
                System.out.println(p);
            }
            oos.close();
            ois.close();
        }
    }
    //输出：
    小皮皮---3
    美滋滋---23

### 4.打印流 ###

#### 4.1概述 ####

时我们在控制台打印输出，是调用`print`方法和`println`方法完成的，这两个方法都来自于`java.io.PrintStream`类，该类能够方便地打印各种数据类型的值，是一种便捷的输出方式。

#### 4.2PrintStream类 ####

1.  **构造方法**
    
     *  `public PrintStream(String fileName)`： 使用指定的文件名创建一个新的打印流。
    
    构造举例，代码如下：
    
        PrintStream ps = new PrintStream("ps.txt")；
2.  **改变打印流向**
    
    `System.out`就是`PrintStream`类型的，只不过它的流向是系统规定的，打印在控制台上。不过，既然是流对象，我们就可以玩一个"小把戏"，改变它的流向。
    
        public class mainIo1 {
              
            public static void main(String[] args) throws IOException, ClassNotFoundException {
              
        	    // 调用系统的打印流
                System.out.println("控制台输出小皮皮");
                // 创建打印流,指定文件的名称
                PrintStream ps = new PrintStream("a.txt");
                // 设置系统的打印流流向,输出到a.txt
                System.setOut(ps);
                // 调用系统的打印流
                System.out.println("打印流目的地输出小皮皮");
            }
        }

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